初中物理人教版八年级下册第十章 浮力10.2 阿基米德原理练习题

第十章  浮力

第2节  阿基米德原理

一、选择题

A．80 N                                      B．30 N

C．50 N                                      D．110 N

【答案】B

【解析】把物体轻轻放入盛满清水的溢水杯中，排开的水重：G排=30 N，物体受到的水的浮力：F浮=G排=30 N。故选B。

A．用力越大，物体排开水的体积越大

B．液体密度越大，物体所受浮力越大

C．物体排开水越多，所受浮力越大

D．物体的体积越大，所受浮力越大

【答案】C

【解析】物体排开水的体积与物体所受的外力无关，所以A错；将浮于水面的盆子慢慢向下按，用力越大，盆子浸入水中的部分越多，盆子排开水的体积增大，盆子受到的浮力增大，所以B、D错，C正确。故选C。

3．如图所示，体积相等，形状不同的铅球、铁板和铝块浸没在水中不同深度处，则

A．铁板受到的浮力大

B．铝块受到的浮力大

C．铅球受到的浮力大

D．它们受到的浮力一样大

【答案】D

【解析】由题知，体积相等的铅球、铁板和铝块都完全浸入水中，∵物体浸没水中时，排开水的体积V排=V物，∴铅球、铁板和铝块排开水的体积相同，又∵F浮=ρ液gV排，∴铅球、铁板和铝块受浮力一样大。故选D。

4．下列情境中，受到的浮力不变的物体是

A．正在码头卸货的轮船

B．慢慢压入水中的空矿泉水瓶

C．海面下正在下潜的海底探测器

D．逐渐浮出水面的潜水艇

【答案】C

【解析】A．正在码头卸货的轮船，漂浮在水面上，所受浮力等于自身重力，卸货时重力减小，浮力变小，故A不符合题意，B．慢慢压入水中的空矿泉水瓶，排开水的体积增大，由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，矿泉水瓶受到的浮力增大，故B不符合题意。C．海面下正在下潜的海底探测器，排开水的体积不变，所受浮力大小不变，故C符合题意为答案。D．逐渐浮出水面的潜水艇，排开水的体积变小，所受到的浮力变小，故D不符合题意。

5．小明同学在探究“浮力的大小等于什么”时，做了如图所示的实验，四步实验中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，下列等式正确的是

A．F浮=F2–F1                              B．F浮=F4–F3

C．F浮=F2–F3                              D．F浮=F2–F4

【答案】C

【解析】由题，物体所受浮力F浮=F2–F3，物体排开液体的重力G排=F4–F1，根据阿基米德原理F浮=G排，所以F浮=F2–F3=F4–F1。故C正确为答案。

6．将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时没入水中，放手后发现：实心球沉入水底。而乒乓球浮出水面，如图所示。比较实心球和乒乓球没入水中时受到的浮力大小，则

A．实心球受到的浮力大                    B．乒乓球受到的浮力大

C．它们受到的浮力一样大                  D．不能确定

【答案】A

【解析】根据阿基米德原理，浮力与液体密度和排开液体的体积有关，如图都在水中时，液体密度相同，实心球的体积大于乒乓球的体积，且乒乓球部分还露出水面，即实心球排开水的体积大，所以浮力大。故A正确，BCD错误。

7．如图所示，当弹簧测力计吊着圆柱体，从底部接触水面开始到完全没入水中再到底部A的过程中，以下能表示圆柱体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的图象是

A．    B．    C．    D．

【答案】D

【解析】当物体从开始浸入水中到完全浸入水中即浸没的过程中，物体排开液体的体积在逐渐变大，液体密度不变，根据我们所学过的物理知识F浮=ρ液V排g，所以浮力是变大的。而当物体浸没以后，再向水中下沉的时候，物体排开液体的体积不再发生变化，所以浮力是不变的。故选D。

8．在相同的溢水杯中分别盛满不同的液体，再放入两个完全相同的小球，如图所示。当小球静止时，甲、乙两杯中溢出液体的重力分别是0.4 N和0.5 N，取g=10 N/kg，则下列说法正确的是

A．小球的质量是50 g

B．甲杯中小球受到的浮力小于0.4 N

C．甲杯中液体对杯底的压强等于乙杯内液体对容器底部的压强

D．甲杯内液体对杯底的压力小于乙杯内液体对杯底的压力

【答案】AD

【解析】A．小球在乙杯液体中处于漂浮状态，小球此时受到的浮力等于小球的重力，又此时排开的液体的重力为0.5 N，根据阿基米德原理可得，小球受到的浮力为0.5 N，小球的重力为0.5 N，小球的质量为m=，故A选项正确；B．小球在甲杯中排开液体的重力为0.4 N，根据阿基米德原理可得，甲杯中小球受到的浮力等于0.4 N，故B选项错误；C．两个完全相同的小球在甲杯液体中沉在底部，在乙杯液体中漂浮在液面上，甲杯中液体的密度小于小球的密度，乙杯中液体密度大于小球的密度，甲杯中液体的密度小于乙杯中液体密度，又两杯中液体的深度相同，根据液体压强公式p=ρgh可得，甲杯内液体对杯底的压强小于乙杯内液体对杯底的压强，故C选项错误；D．两个溢水杯的底面积相同，而甲杯内液体对杯底的压强小于乙杯内液体对杯底的压强，根据压强的变形公式F=pS可得，甲杯内液体对杯底的压力小于乙杯内液体对杯底的压力，故D选项正确。故选AD。

9．晓晨进行了验证阿基米德原理的实验，其正确操作过程如图所示，图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是

A．物块受到的浮力F浮=F1−F2

B．F2<F1表明物块受到的重力减小了

C．物块排开的液体受到的重力G排液=F4

D．若F1−F2=F4−F3，则说明本次实验结果符合阿基米德原理

【答案】AD

【解析】A．由图可知F1=G，F2为石块浸没在水中时弹簧测力计的示数，所以物块受到的浮力F浮=F1−F2，A正确；B．物块受到的重力与质量有关，质量不变重力也没有变，可知B错误；C．物块排开的液体受到的重力G排液=F4−F3，C错误；D．若F1−F2=F4−F3，则说明物块受到的浮力等于物块排开的液体受到的重力即本次实验结果符合阿基米德原理，D正确。

二、填空题

10．一艘潜水艇在海面上航行时，其排水量是1 500 t，此时它受到海水的浮力是___________N，当它下潜到海面以下300 m深处时，在其2 m2舱盖上受到海水的压力是__________N。（海水密度为1.03×103 kg/m3）

【答案】1.5×107  6.18×106

【解析】由于排水量是1 500 t，所以潜水艇受到海水的浮力大小是：F浮=G排=mg=1.5×106 kg×10 N/kg=1.5×107 N；当潜水艇在海面以下300 m深处时，海水产生的压强是：p=ρgh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×300 m=3.09×106 Pa；所以，2 m2的舱盖受到海水的压力是：F=pS=3.09×106 Pa×2 m2=6.18×106 N。

11．如图甲所示，弹簧测力计示数为5 N，如图乙所示，小球一半浸在水中，测力计示数为2 N，则小球受到的浮力为________N，小球的体积为________cm3。剪断悬吊小球的细线，小球在水中稳定时受到的浮力为________N。（g取10 N/kg）

【答案】3  600  5

【解析】小球受到的浮力：F浮=G–F示=5 N–2 N=3 N，∵F浮=ρ水gV排，∴V排=

=3×10–4 m3，∴物体的体积：V=2×3×10–4 m3=6×10–4 m3=600 cm3。∵G=mg=5 N，∴m===0.5 kg，ρ物==≈0.83×103 kg/m3；∴物体的密度小于水的密度，物体漂浮在水面上，物体受到的浮力：F浮′=G=5 N。

12．学完浮力知识后，小芳同学进行了相关的实践活动。她选取质量为206 g，体积为421 cm3的长方体木块，让它漂在水面上。则它受到的浮力为________N。若将该木块轻放在盐水中，它浸在盐水中的体积为________cm3。（ρ盐水=1.03×103 kg/m3，g=10 N/kg）

【答案】2.06  200

【解析】漂浮在液面上的物体所受浮力大小等于物体所受重力。读题知m=206 g=0.206 kg，它受到的浮力为F浮=G=mg=0.206 kg×10 N/kg=2.06 N，由阿基米德原理得：

，即它浸在盐水中的体积为200 cm3。

13．小明用弹簧测力计吊着一物块在空气中称时，读数为3 N，当把物块浸没在煤油中称时，读数为2.5 N，此时物块受到煤油的浮力为___________N；把体积为0.01 m3物体浸没在水中时，它受到的浮力是__________N。

【答案】0.5  100

【解析】称重法求浮力，浮力等于重减去液体中测力计的示数：，体积为0.01 m3物体浸没在水中的浮力：。

14．我国自主研制的第一台深海载人潜水器“蛟龙号”成功突破5000米水深大关，这标志着我国的深海载潜技术已达到世界领先水平。

（1）“蛟龙号”在下潜过程中，所受压强将________（填“增大”、“减小”或“不变”）；

（2）“蛟龙号”潜水器在下潜过程中，排开水的体积约为23 m3，则潜水器受到的浮力约为________N（海水的密度取ρ=1.0×103 kg/m3）。

【答案】（1）增大  （2）

【解析】由于液体内部压强随着深度的增加而增大，故“蛟龙号”在下潜过程中，所受压强将增大；潜水艇在水中下潜的过程，排开水的体积不变，根据浮力的计算公式F浮=ρgV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×23 m3=2.3×105 N。

15．轮船从鸭绿江驶入黄海所受到的浮力将________，轮船排开海水的体积将_______（“变大”、“变小”或“不变”），若此轮船的排水量为3 000 t，那么该轮船受到的浮力为________N。

【答案】不变  变小  3×107

【解析】因为轮船漂浮，所以F浮=G，轮船受到江水和海水的浮力都等于轮船受到的重力G，即：ρ液gV排=G；设江水和海水的密度ρ1和ρ2，轮船排开江水和海水的体积为V1、V2，因为ρ1<ρ2，所以轮船排开水的体积：V1>V2，所以排开水的体积将变小；轮船受到的浮力：F浮=G排=m排g=3 000×103 kg×10 N/kg=3.0×107 N。

16．思佩同学为探究力之间的关系做了如图所示的实验，将弹簧测力计下端吊着的铜块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中，直至刚没入水中（不接触容器，无水溢出）。在这个过程中，弹簧测力计的示数__________，台秤的示数__________。（均选填“变大”“变小”或“不变”）

【答案】变小  变大

【解析】对铝块进行受力分析：铝块受竖直向下的重力、竖直向上弹簧测力计的拉力和浮力，由力的平衡条件得：G铝=F+F浮，则弹簧测力计的示数（即拉力）：F=G铝−F浮，在铝块完全浸没前，V排逐渐增大，F浮逐渐增大，弹簧测力计的示数F逐渐减小。对烧杯及水进行受力分析：烧杯及水受竖直向下的重力，铝块向下的压力F压=F浮，台秤的支持力FN，由力的平衡条件可得，台秤的支持力：FN=G+F压，在铝块完全浸没前，V排逐渐增大，F压=F浮逐渐增大，FN逐渐变大，则台秤所受压力增大，台秤的示数增大。

三、实验探究题

17．如图所示，图A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤。

（1）由_______两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮=______N。由_______两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。比较F浮与G排，可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。

（2）如图是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时，根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系图象。分析图象可得：当物块没有浸没之前，h增大时，弹簧测力计示数__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。当h=4 cm时，物块所受的浮力为______N。当圆柱体物块刚好浸没时，圆柱体物块的下表面受到水的压强为__________Pa。

【答案】（1）B、D  1.2  A、E  （2）变小  0.8  600

【解析】（1）由图B知道，物体的重力是：G=4.2 N，由图D知道，物体浸没在水中弹簧测力计的示数是：F示=3 N，所以由称重法知道，圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力是：F浮=G–F示=4.2 N–3 N=1.2 N，即由BD两步骤可计算处圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮=1.2 N；由图A知道桶的重力，由图E知道桶和排开水的总重，由AE两步骤可得出物块排开水所受的重力G排等于桶和排开水的总重减去空桶的重；

（2）由图象知道，圆柱体的深度小于6 cm时，物体没有浸没，此过程弹簧测力计的示数F随物块浸入深度h变小，当h=4 cm时，弹簧测力计的示数为3.4 N，此时物体受到浮力是：F′浮=G–F′示=4.2 N–3.4 N=0.8 N；当圆柱体物块刚好浸没时，由p=ρgh知道，圆柱体物块的下表面受到水的压强是：p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6 cm=600 Pa。

18．小明家中有一电子秤，如图所示，他想利用电子秤、横截面积为100 cm2的柱形玻璃烧杯、石块、适量水和食用油、细线等进行有关密度、压强、浮力的探究（不考虑石块吸入或沾有液体对实验的影响）。

（1）在烧杯中装适量的水，他进行了图中的如图、3、4所示的操作，其中如图4中石块浸没在水中，随后剪断细线，让石块缓慢沉底。根据图中实验数据及所学的物理知识可知石块浸没在水中时：细线对石块的拉力为_________N，石块排开水的体积为_________cm3。由此可计算出石块的密度为_________g/cm3。

（2）小明将杯中的水换成相同体积的食用油进行了如图5、6的操作，对比实验步骤2、3、5、6，可知石块浸没在液体中受到的浮力大小与_________有关。

（3）根据实验数据可知，食用油的密度为_________g/cm3，杯中食用油的体积为_________cm3，空杯子的质量为_________g。

（4）综上所述，如图中细线对石块的拉力大小为_________N。

【答案】（1）0.21  15  2.4  （2）液体的密度  （3）0.9  200  105  （4）0.225

【解析】（1）根据图中3和4实验数据可知，石块浸没在水中时，电子秤示数减少m=341 g–320 g=21 g=0.021 kg，则细线对石块的拉力为F=mg=0.021 kg10 N/kg=0.21 N，由图2和3知，石块所受浮力为F浮=（320 g–305 g）g=0.015 kg10 N/kg=0.15 N，由F浮=ρ水gV排得，石块排开水的体积为V排==1.510–5 m3=15 cm3，由图2和4知，石块的质量为m石=341 g–305 g=36 g，由此可计算出石块的密度为ρ石块==2.4 g/cm3；

（2）由图5和6知，石块浸没在食用油中所受浮力为F浮′=（298.5 g–285 g）×10 N/kg=0.135 N<0.15 N，即F浮′<F浮，石块浸没在水中和浸没在食用油中所受浮力不同，因此石块浸没在液体中受到的浮力大小与液体的密度有关。

（3）由F浮=ρgV排可得，食用油的密度ρ油==0.9 g/cm3，由图1和2知，空杯和水的总质量为305 g，即：m杯+ρ水V=305 g，m杯+1.0V=305 g①，由图1和5知，空杯和食用油的总质量为285 g，即m杯+ρ油V=285 g，m杯+0.9V=285 g，②，联立①②解得，m杯=105 g，V=200 cm3。

（4）m石=36 g=0.036 kg，G石=m石g=0.036 kg×10 N/kg=0.36 N，则食用油中细线对石块的拉力F′=G石–F浮′=0.36 N–0.135 N=0.225 N。

四、计算题

19．一个均匀的物体挂在弹簧测力计上，静止时测力计的示数为20 N；当物体一半浸在水中静止时测力计示数为15 N。求：

（1）当物体浸没在水中时，物体所受的浮力；

（2）物体的体积；

（3）物体的密度。

【答案】（1）10 N  （2）10–3 m3  （3）

【解析】（1）根据题意知道，测力计空气中的示数为物体的重力G=20 N，又因为当物体一半浸在水中静止时测力计示数为15 N，所以，由称重法知道，当物体浸没在水中时，物体所受的浮力是：F浮=2×（20 N–15 N）=10 N；

（2）由阿基米德原理知道，F浮=ρ水gV排，当物体浸没在水中时，V排=V，所以，物体的体积是：；

（3）由G=mg知道，物体的质量是：m=，

由知道，物体的密度是：。

20．如图是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验装置。其中A是底面积为50 cm2的实心均匀圆柱形物体．用弹簧测力计提着物体A，使其缓慢浸入水中（水未溢出），得到F与h的关系图象如图中实线所示。

（1）完全浸没时，A受到水的浮力；

（2）A圆柱形物体的高；

（3）A圆柱形物体的密度；

（4）小勇换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图中虚线所示图象，则该液体密度。

【答案】（1）4 N  （2）8 cm  （3）1.5×103 kg/m3  （4）0.8×103 kg/m3

【解析】（1）由图可知：当h=0时，弹簧测力计的示数为6 N，

即物体A的重力G=6N，完全浸没在水中：F浮=G−F=6 N−2 N=4 N；

（2）因为物体完全浸没在水中，

所以V=V排= =4×10−4m3；

所以圆柱体的高为：h===8 cm；

（3）物体A的质量m===0.6 kg，

物体A的密度ρ===1.5×103 kg/m3

（4）完全浸没在另一种液体中：F浮′=G−F′=6 N−2.8 N=3.2 N，

由F浮=ρgV排可得：ρ液==0.8×103 kg/m3。